Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока

Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i i) 640325

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлсно 28.05.76 (21) 2368546/18-24 (51) М. Кл.з

G 066 7/62 с присоединением заявки М— б е ений- (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень М 48 по делам изобретений (53) УДК 681.333 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.12.78 (72) Автор изобретения

О. М. Ратнер (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛ И РОВАН ИЯ

РЕВЕРСИВНОГО ВЕНТИЛЪНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Государственный комитет,23) Г1риорптст—

Изобретсние относится к аналого-цифровой вычислительной технике и предназначено для моделирования реверсивных мостовых вентильных электр оприводов постоянного тока с совместным управлением.

Известно устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода, содержащее модель двигателя постоянного тока, модель управляемого выпрямителя и инверторы (1).

Известное устройство предназначено для работы в системах с раздельным управлением и непригодно для моделирования вентильных электроприводов постоянного тока с совместным управлением, где необходимо воспроизводить уравнительные напряжения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению являстся устройство, содержащее фазосдвигающий блок, первый сумматор, переключатель и инвертор (2).

Известное устройство также не обеспечивает возможности воспроизведения ЭДС и тока двигателя.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности воспроизведения

ЭДС и тока двигателя и уравнительных напряжений в мостовых электроприводах с совместным управлением.

Для этого в устройство для моделирования реверсивного вентпльного э IcKTpoпривода постоянного тока введены дополнительные инвертор и фазосдвигающий

5 блок, второй и третий сумматоры, модель двигателя постоянного тока, модели управляемого выпрямителя и блок синхронизации, одни входы которого соединены с выходами фазосдвигающих блоков, входы ко1р торых через переключатель подключены к выходам инверторов, выходы псрсключателя соответственно соединены с первыми входами моделей управляемого выпрямителя, вторые входы которых подключены

15 к выходам блока синхронизации, другие входы которого соединены с первыми выходамп первой и второй моделей управляемого выпрямителя, входы первого сумматора подключсны соответственно ко второму выходу первой модели управляемого выпрямителя и к выходам третьей модели управляемого выпрямителя и второго сумматора, входы которого соединены со вторыми выходамп первой и второй моделей управляемого выг рямителя, входы третьего сумматора подключены к выходам третьей и четвертой моделей управляемого выпрямителя, выходы сумматоров соединены со входами модели двигателя постоЗр янного тока, кроме того, модель управляе640325 4 мого выпрямителя содержит операционный усил1тель, выход которого через цепочку из последовательйо соединенных ключевого элемента и йнтегратора подключен о входу функционального преобразователя, выход интегратора через первый пнвертор

coc;IHFIcFI с пергым входом операционного усилителя, выход которого соединен со вторым входом через второй инвертор, третий и четвертый входы операционного усилителя подключены к первому входу модели управляемого выпрямителя, управляющий вход ключевого элемента соединен со вторым входом модели управляемого выпрямителя, выходом которой является выход функционального преобразователя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— схема модели управляемого выпрямителя.

Устройство для моделирования реверсивного вентильного электропривода постоянного тока содержит источник максимального напряжения управления 1, пнверторы 2, 3, фазосдвигающие блоки 4, 5, генератор импульсов 6, модели управляемого выпрямителя 7 — 10, блок синхронизации 11, сумматоры 12 — 14 и модель двигателя постоянного тока 15, переключатель 16.

Источник 1 соединен с делителем напряжения 17 и со входом инвертора 3. Под вижный контакт делителя напря>кения 17 соединен со входом инвертора 2. Источник

1, подвижный контакт делителя напряжения 17, выходы инверторов 2, 3 соединены с контактами переключателя 16, псреключение которого управляет направлением вращения двигателя. Когда ключ находится в одном поло>кении, входы фазосдвигающего блока 4 и моделей управляемого выпрямителя 9 и 10 соединены с выходом инвертора 2, а входы фазосдвигающего блока 5 и моделей управляемого выпрямителя 7, 8 соединены с подви>кным контактом делителя 17. Когда переключатель 16 находится в другом положении, входы фазосдвигающего блока 4 и моделей управляемого выпрямителя 9, 10 соединены с подвижным контактом делителя 17 фазосдвигающего блока 5 и входы моделей управляемого выпрямителя 7, 8 соединены с выходом |швертора 2. Вторые входы фазосдвигающих блоков 4, 5 соединены с генератором импульсов 6, а третий вход фазосдвигающего блока 5 в зависимости от положения переключателя 16 — с источником 1 или с выходом инвертора 3. Выходы фазосдвигающих блоков 4, 5 связаны с переключателями режимов 18, 19 блока синхронизации 11, переключатели 20, 21 режимов которого соединены последовательно с элементами задер>кки 22, 23, входы которых связаны с моделями управляемого выпрямителя 8, 9. Выходы элементов переключателей 18 — 21 соединены соответственно с моделями управляемого выпрямителя

7 — 10. Выходы моделей 7, 8 связаны со входом сумматора 12, выход которого сое= динен cQ входом «вперед» модели двигателя постоянного тока 15. Другой вход сум;-1 матора 12 соединен с выходом сумматора

13, входы которого связаны с моделями управляемого выпрямителя 8, 9. Вход «назад» модели двигателя постоянного тока

15 соединен с выходами моделей управляс10 - мого выпрямителя 9, 10 и сумматора 14, входы которого связаны с выходами моделей 7, 10. Модель управляемого выпрямителя содер>кит операционный усилитель 24, ключевой элемент 25, интегратор 26, функ15 циональный преобразователь 27, инверторы 28, 29.

Работает устройство следующим образом.

Генератор импульсов 6 выдает импульсы

2«М,, с периодом, где М, — масштаб

mf времени устройства.

Фазосдвигаюшие блоки 4, 5 задерживают эти импульсы па время t,, t, определяемое по формулам

2-..М,U, 1 »Л Х макс

2 М (у макс с1у)

mfU>, макс

{2) 30 с х(0 gsignx; х=Оу= — 0; д,Э

50 где U„— напряжение, снимаемос с движка потенциометра делителя напряжения 17; — максимальное напряжение управления, при котором импульсы сдвигаются на весь период следования.

Выходные импульсы с фазосдвигающих блоков 4, 5 через переключатели режимов

18 — 21 управляют ключевыми элементами

25, входящими в состав моделей управляемого выпрямителя 8, 9. Интегратор 26 отрабатывает напряжение U». Выходное напряжение интегратора 26 через инвертор

28 поступает на опсрационпый усилитель

24, реализующий функцию sign x. Выходное напряжснпе операционного усилителя

24 становится отрицательным и равным

U„;= — U»„, В рез; льтате чего вступает в работу инвертор 29, реализующий функцию так как резистор 30 выбран ца порядок меньшим, чем резистор 31 сопротивление, то при замкнутом ключевом элементе 25 интегратор 26 начинает отрабатывать отрицательное напряжение U» . Операционный усилитель 24 не переключается до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора 26, ставшее отрицательным, не превысит выходное напряжение инвертора 29, которос выбирается равным постоянной ве2-,. личине, соответствующей углу . В

640325 тот момент, когда напряжение на выходе инвертора 28 превысит выходное напряжение инвертора 29, напряжение на выход операционного усилителя 24 становится положительным, и процесс повторяется.

Таким образом, напряжение па выходе интегратора 26 при U» 0 и U„„=O представляет собой пилу с положительным скачком и медленным снижением до 0 с пе27;NI 10 риодом . Напряжение смещения

mf

U,„уменьшает среднее значение напря>кения интегратора 26 до 0 при U,,-=Î. При

U„„„(0 переключение операционного усилителя 24 происходит в тот момент, когда 15 положительное напряжение интегратора 26 достигает напряжения U„„— U„,. Ключевой элемент 25 переключается с периодом

2 М и длительность его включенного

mf 20 состояния лишь незначительно превышает длительность отрицательного напряжения на выходе операционного усилителя 24, Полярность источников напряжения и диодов моделей 9 и 10 противоположна 25 изображенной на фиг. 2, а следовательно, интеграторы этик моделей выдают пилоооразные сигналы с противоположным наклоном. С помощью функциональных прео разователей 27 напряжение интеграторов моделей управляемого выпрямителя нрео»разуется в отрезки синусоид.

Выходные сигналы элементов задерж .:1

22 и 23 поступают на переключатели режимов 20 и 21, управляющие ключевыми элементами моделей 7 и 10, При этом выходные напряжения моделей 7 и 10 оказываются смещенными на половину периода относительно выходных напряжений моделей

8и9.

Уравнительные напряжения образуются на сумматорах 13 и 14, на входы которы поступают напряжения соответственно с моделей 7 — 10. Выходное напряжение сумматора 12, подаваемое на вход «впс- 4ред» модели двигателя постоянного ток»

15, получается при сложении с изменением знака выходных напряжений моделей 7 и

8 и половины выходного напряжения сумматора 13. На вход «назад» модели 15 ио50 ступают выходные напряжения с моделей

9, 10 и половина выходного напряжения с сумматора 14.

Предлагаемое устройство благодаря введению новых элементов и связей ооеспе гнвает возможность воспроизведения ЭДС и тока двигателя.

Формула изобретения

1, Устройство для моделирования ревер- 60 сивного вентильного электропривода постоянного тока, содержащее фазосдвигающий блок, первый сумматор, переключатель и инвертор, o T I H H B Io ùее ся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет воспроизведения ЭДС и тока двигателя, в него введены дополнительные инвсртор и фазосдвигающий блок, второй и третий сумматоры, модель двигателя постоянного тока, модели управляемого выпрямителя и блок синхронизации, одни входы которого соединены с выходами фазосдвигающих блоков, входы которых через переключатель подключены к выходам инверторов, выходы переключателя сооТветственно соединены с первыми вхо ами моделей управляемого выпрямителя, вторые входы которых подключены к выходам блока синхронизации, другие вход которого соединены с первыми выходами первой и второй моделеи управляемого выпрямителя, входы первого сумматора псдключены соответственно к второму выхо Iy первой модели управляемого выпрямитсля и к выходам третьей модели управляемого выпрямителя H второго сумматора, входы которого соединены со вторыми выходами первой и второй моделей управляемого выпрямителя, входы третьего сумматора п дключены и BbIxo Jам третьей и четвертой моделей управляемого выпрямителя, вы;оды сумматоров соединены с входамп модели двигателя постоянного тока.

2. Устройство по и. 1, отл и ч а ю щ ее с я тем, что модель управляемого выпрямителя содержит операционный усилитель, выход которого через цепочку из последовательно соединенных ключевого э,1емента и интегратора подкл1очен к входу функционального преобразователя, выход ингегратора через первый инвертор соединен с первым входом операционного усилителя, выход которого соединен с вторым входом через второй инвертор, третий и четвертый входы операционного усилителя подключены к первому входу модели управляемого выпрямителя, управляющий вход ключевого элемента соединен с вторым входом модели управляемого выпрямителя, выходок которой является вы од функционального преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Н. B. Донской и др. «Динамика вентильного электропривода постоянного тока», М., 1975, стр. 200.

2. Авторское свидетельство № 481048, кл. G 06 G 7/62, 1973.

Редактор Ю. Челюканов

Составитель И. Загорбиннна

Техред С. Антипенко Корректоры: Л. Брахнина и Т. Добровольская

Заказ 2221/15 Изд. № 783 Тираж 799 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475

Типография, Ilp Сапунова, 2